JP2001003047A

JP2001003047A - 地盤注入用固結材

Info

Publication number: JP2001003047A
Application number: JP11173711A
Authority: JP
Inventors: Shunsuke Shimada; 俊介島田; Kenji Kashiwabara; 健二栢原; Motomu Miwa; 求三輪
Original assignee: Kyokado Engineering Co Ltd
Current assignee: Kyokado Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2001-01-09
Anticipated expiration: 2019-06-21
Also published as: TW568946B; JP3714586B2

Abstract

(57)【要約】【目的】低いシリカ濃度にもかかわらず、高強度で耐
久性に優れ、かつ長いゲル化時間を示し、地盤の液状化
防止用注入材として広範囲への浸透を可能にする地盤注
入用固結材を得る。【構成】本発明の地盤注入用固結材は水ガラスとコロ
イダルシリカ、あるいはさらに活性珪酸を特定の割合に
混合して、それ自体自硬性のない安定化したアルカリ性
シリカ溶液、また、該アルカリ性シリカ溶液を脱アルカ
リ処理した脱アルカリシリカ溶液を基盤として、これに
酸性反応剤、その他の反応剤、セメント、スラグ等を添
加して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコロイダルシリカお
よび水ガラス、さらには活性珪酸を含む高モル比のシリ
カ溶液を基盤とし、低シリカ濃度で広範囲のゲル化時間
を保持する地盤注入用固結材に係り、特に、地盤の液状
化防止注入工事に際して、長時間にわたる連続注入によ
る大容土地盤改良を可能にし、しかも高固結強度で、固
結体の耐久性に優れ、さらに、水質保全性にも優れた地
盤注入用固結材に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、水ガラスにコロイダルシリカを
混合してなる地盤注入材は固結体の耐久性に優れた特性
を持つことで知られているが、３号水ガラスをコロイダ
ルシリカに大量に混合すると瞬時にゲル化してしまう。

【０００３】従来、このような瞬時のゲル化を避けつ
つ、例えば、高モル比水ガラスとコロイダルシリカを混
合して自硬性のある地盤注入液とすることが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】しかし、この注入液はシリカ
濃度が高いわりには高固結強度を呈し得ない。しかも、
これを1.５ショット、あるいは2.０ショットの片側液
（Ａ液）として使用する場合、それ自体ゲル化するもの
であるため、このような使用には限界がある。

【０００５】本発明者等は水ガラスとコロイダルシリ
カ、あるいは水ガラスと、コロイダルシリカと、活性珪
酸を配合成分として特定し、これらの配合に際して、地
盤への注入前ではそれ自体でゲル化しない特定の配合比
率やＳｉＯ₂濃度を選定し、しかも土中では広範囲のゲ
ル化時間、特に長時間のゲル化時間を保持し、かつ、土
粒子間に長時間連続注入する際に起こりやすい土粒子間
のゲル沈積による浸透性の低下を少なくして優れた地盤
の液状化防止用地盤注入固結材を開発し、本発明を完成
するに至った。このような本発明固結材はさらに、低い
ＳｉＯ₂濃度にしては高い固結強度を示し、しかも、未
反応水ガラスや反応生成物が少なく、水質保全にも優れ
たものである。

【０００６】そこで、本発明の目的はコロイダルシリカ
および水ガラス、さらには活性珪酸を含む高モル比のシ
リカ溶液を基盤とし、低シリカ濃度で広範囲のゲル化時
間を保持するとともに地盤の液状化防止注入工事の際
に、長時間にわたる連続注入による大容土地盤改良を可
能にし、しかも高固結強度で耐久性に優れ、さらに水質
保全性にも優れ、上述の公知技術に存する欠点を改良し
た地盤注入用固結材を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明によれば、コロイダルシリカと、水ガラスと
を含み、地盤への注入前にはそれ自体でゲル化しないア
ルカリ性シリカ溶液からなることを特徴とし、さらにこ
の溶液中のＳｉＯ₂濃度が３〜１３重量％であり、この
うち、コロイダルシリカに由来するＳｉＯ₂量が１〜５
０重量％であることを特徴とする。

【０００８】さらに、上述の目的を達成するため、本発
明によれば、コロイダルシリカと、水ガラスと、活性珪
酸とを含むアルカリ性シリカ溶液であって、この溶液中
のＳｉＯ₂濃度が３〜１３重量％であり、このうち、コ
ロイダルシリカと活性珪酸に由来するＳｉＯ₂量が１〜
５０重量％であることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に詳述す
る。

【００１０】本発明にかかる地盤注入用固結材は上述の
とおり、配合成分としてコロイダルシリカと水ガラス、
あるいはさらにこれらと活性珪酸とを含むアルカリ性シ
リカ溶液である。

【００１１】上述コロイダルシリカはコロイド状の性状
を呈し、単独では半永久的にゲル化しない安定な物質で
ある。この製造法の一例を示せば、次のとおりである。

【００１２】まず、水ガラスの水希釈液をイオン交換樹
脂またはイオン交換膜で脱アルカリ処理してｐＨ２〜４
の活性珪酸を得る。

【００１３】次いで、得られた活性珪酸に水ガラス、苛
性ソーダ等のアルカリ剤を添加してｐＨ値を8.５〜１０
程度のアルカリ性に調整し、かつＳｉＯ₂濃度を３〜５
％程度に調整した後、７０〜９５℃の温度で１〜５時間
程度加熱、造粒し、コロイダルシリカ母液を得る。通常
はこの母液をＳｉＯ₂濃度２０〜３０％になるまで濃縮
し、最終のコロイダルシリカとするが、本発明では、こ
の母液そのものをコロイダルシリカとして使用すること
もできる。

【００１４】本発明に用いられる水ガラスはアルカリ金
属珪酸塩の水溶液であって、ＳｉＯ ₂／Ｎａ₂Ｏで表さ
れるモル比が3.４以上の比較的高モル比のものが好まし
いが、コロイダルシリカや活性珪酸との混合によってゲ
ル化しない範囲であれば、任意のモル比であることがで
きる。

【００１５】さらに、本発明に用いられる活性珪酸は水
ガラスをイオン交換樹脂処理、あるいはイオン交換膜処
理により水ガラス中のアルカリ分を除去し、ｐＨ値を水
ガラスよりも低く調整することにより得られる。

【００１６】通常、上述水ガラスとコロイダルシリカの
混合系、あるいは、これらと活性珪酸との混合系では、
シリカ濃度（ＳｉＯ₂濃度）が濃いと電気的に不安定な
状態になりやすく、このため、シリカが電気的に不均質
に集合して弱い部分が局部的に生じ、均質な強度を有す
るゲルが形成されにくくなる。

【００１７】このような上述混合系では、地盤への注入
前の配合時におけるゲル化時間を長く調整しても、注入
後、地盤中では不均質に析出したシリカが土粒子間に沈
積し、目づまりを起こして浸透性を低下させ、このた
め、注入圧が過大になり、あるいは亀裂をつくって逸脱
し、広範囲を均質に、設計通りに固結することができな
くなる。

【００１８】特に、地盤の液状化防止工事に際しては、
大容量土を経済的に改良することが必要であり、このた
めには、注入孔の間隔を広くとって一注入ステージ当り
数時間ないし数十時間の連続注入を必要とする。

【００１９】本発明は上述の不合理を是正し、水ガラス
とコロイダルシリカの混合系、あるいはこれらと活性珪
酸との混合系において、混合液が地盤への注入前にはそ
れ自体でゲル化しない安定なものとし、かつ、このよう
な安定な状態を維持する条件を定めたものである。

【００２０】すなわち、本発明は上述のコロイダルシリ
カと、水ガラスを含むアルカリ性シリカ溶液において、
この溶液中のＳｉＯ₂濃度を３〜１３重量％に希釈し、
かつ、このうち、コロイダルシリカに由来するＳｉＯ₂
量を１〜５０重量％、好ましくは３〜５０重量％に定
め、これにより地盤への注入前にはそれ自体でほとんど
半永久的にゲル化しない安定な固結材となる。なお、水
ガラス量に対してコロイダルシリカ量が多量の場合も安
定化した領域がある。この領域は水ガラス、コロイダル
シリカの種類によって左右されるので、一義的に決める
ことは難しいが、全ＳｉＯ₂量中のコロイダルシリカに
由来するＳｉＯ₂量が略９０％以上程度であるように思
われる。

【００２１】さらに、本発明は上述のコロイダルシリカ
と、水ガラスと、活性珪酸とを含むアルカリ性シリカ溶
液において、この溶液中のＳｉＯ₂濃度を３〜１３重量
％に希釈し、かつこのうち、コロイダルシリカおよび活
性珪酸に由来するＳｉＯ₂量を１〜５０重量％、好まし
くは３〜５０重量％に定め、これにより地盤への注入前
にはそれ自体でほとんど半永久的にゲル化しない安定な
固結材となる。

【００２２】上述において、コロイダルシリカと活性珪
酸の比率はこれらの種類によって左右されるが、活性珪
酸に由来するＳｉＯ₂量が略５０重量％以下を保持する
ような比率であることが望ましい。

【００２３】上述のアルカリ性シリカ溶液はコロイダル
シリカや活性珪酸の一部が水ガラスのアルカリによって
溶解され、この結果、この溶液を構成するシリカの粒径
がコロイダルシリカの保持する粒径から、水ガラスのシ
リカに見られるような珪酸分子の粒径までに分布された
高モル比のシリカ溶液である。このモル比は水ガラスの
モル比よりも高く、コロイダルシリカや活性珪酸のモル
比よりも低いものである。

【００２４】上述アルカリ性シリカ溶液のＳｉＯ₂濃度
が３〜１３重量％の範囲外、すなわち、３重量％よりも
小さいときには、ＳｉＯ₂量が少なすぎて固結強度が小
さくなり、また１３重量％よりも大きいときには、Ｓｉ
Ｏ₂量が多すぎてそれ自体でゲル化してしまい、安定性
を維持することができない。

【００２５】また、コロンダルシリカに由来するＳｉＯ
₂量、あるいはコロイダルシリカと活性珪酸に由来する
ＳｉＯ₂量が１〜５０重量％の範囲外、すなわち、１重
量％よりも小さいときには、ゲル化したときの固結物の
初期強度は大きくなるが、長期強度が低く、耐久性が悪
くなり、土中ゲル化時間の短縮も徐々に多くなってく
る。また、５０重量％よりも大きいときには、固結物の
初期強度が小さくなる。

【００２６】また、水ガラス量に対してコロイダルシリ
カ量を多くして安定化を図った場合には、固結物は初期
強度が非常に低く、通常のグラウトとしては好ましくな
いが、土中ゲル化時間は長く維持することができ、地盤
の液状化防止用固結材としては充分に使用できる。

【００２７】なお、本発明のアルカリ性シリカ溶液はナ
トリウムの含有量が比較的少なく、このため、イオン交
換樹脂やイオン交換膜のカートリッジ等、小規模な装置
を用いて、現場で比較的容易に脱アルカリ処理し、活性
の大きな脱アルカリシリカ溶液とすることもできる。こ
の脱アルカリシリカ溶液としては、それ自体ではゲル化
しない系のもの、あるいは長時間後にゲル化する系のも
のが得られる。長時間後にゲル化する系はそれ自体単独
で液状化防止用の注入材として優れたものである。

【００２８】さらに、本発明では、上述のアルカリ性シ
リカ溶液、あるいは脱アルカリシリカ溶液に反応剤を添
加混合することができる。この反応剤としては、硫酸、
リン酸、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、硫
酸バンド、有機酸（クエン酸、コハク酸、酢酸等）等、
水溶液中で酸性を呈する各種酸性反応剤、アルカリ金属
塩、アルカリ土金属塩等の無機塩類、セメント、スラ
グ、石灰類、石膏等が挙げられる。

【００２９】例えば、アルカリ性シリカ溶液に酸性反応
剤を添加して該溶液を酸性〜中性領域に調整して所定の
ゲル化時間を有するグラウトとすることができる。この
場合、酸性反応剤として硫酸のような強酸を使わなくて
もリン酸、塩化アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、
硫酸バンド、有機酸等を用いて土中におけるゲル化時間
の短縮も非常に小さく、かつ強度的にも優れ、このた
め、広範囲にわたる地盤注入用固結材として、特に、液
状化防止用固結材として優れたものを得ることができ
る。

【００３０】さらに、アルカリ性シリカ溶液、あるいは
脱アルカリシリカ溶液に比較的少量の各種反応剤を添加
することにより、広範囲にわたるゲル化時間、特にゲル
化時間が長く、しかも土中でゲル化時間の短縮が少ない
固結材とすることができる。この場合、得られる固結材
は浸透性に優れ、固結物の耐久性にも優れ、シリカ濃度
が稀薄な割に強度が高く、かつ強度発現が早い。

【００３１】

【発明の実施例】以下、本発明を実施例によって詳述す
るが、本発明はこれらの実施例によって限定されるもの
ではない。

【００３２】１．使用材料（１）活性珪酸水ガラスＪＩＳ３号品（旭電化工業（株）製品、ＳｉＯ
₂２9.０％、Ｎａ₂Ｏ9.０％）を水で希釈し、ＳｉＯ₂
5.８％、Ｎａ₂Ｏ1.８％の希釈品を得、これを水素型陽
イオン交換樹脂（オルガノ（株）製品、アンバーライト
ＩＲ−１２０Ｂ）塔に通液して脱アルカリして得られ
た、ＳｉＯ₂5.８％、ｐＨ3.０の活性珪酸を使用。（こ
の活性珪酸は脱アルカリの程度によって広範囲のｐＨの
ものが得られる。）

【００３３】（２）コロイダルシリカ上記活性珪酸をアルカリ水中に投入し、ＳｉＯ₂濃度４
％、ｐＨ９とした後、９０℃まで加熱し、２時間攪拌し
てコロイダルシリカ母液を得る。この母液を濃縮して得
られたＳｉＯ₂の含量が２０％と３0.１％のコロイダル
シリカを使用。このコロイダルシリカの平均粒径は４ミ
リミクロンと１５ミリミクロンである。その性状を表１
に示した。

【００３４】

【表１】

【００３５】（３）水ガラス通常の水ガラスとして次の（ａ）に示されるＪＩＳ３号
水ガラス、高モル比水ガラスとして次の（ｂ）に示され
る５号水ガラスを使用。（ａ）３号水ガラス比重（２０℃）1.３９、ＳｉＯ₂
２9.２％、Ｎａ₂Ｏ9.５％、モル比3.１７のＪＩＳ３号
水ガラス（ｂ）５号水ガラス比重（２０℃）1.３２、ＳｉＯ₂
２5.５％、Ｎａ₂Ｏ7.０３％、モル比3.７５の５号水ガ
ラス

【００３６】（４）塩化カリウム試薬一級塩化カルシウム試薬一級燐酸試薬一級炭酸水素ナトリウム試薬一級ポリ塩化アルミニウムＪＩＳ規格

【００３７】（５）セメント表２に示す組成および粉砕度の異なるポルトランドセメ
ントと高炉セメントを使用。

【００３８】

【表２】

【００３９】表２中、セメントの種類No.2の高炉セメン
トの平均粒径は約３ミクロンである。

【００４０】（６）スラグ表３に示す組成のスラグを使用。

【００４１】

【表３】

【００４２】（７）砂細砂として豊浦標準砂、シルト質砂として千葉県産海砂
を使用。

【００４３】２．測定法（１）サンドゲル一軸圧縮強度豊浦標準砂によるサンドゲルをポリ塩化ビニリデン密閉
養生（２０℃）して土質工学会基準「土の一軸圧縮試験
方法」により測定。

【００４４】（２）ゲル化時間（ａ）ホモゲルのゲル化時間２０℃においてカップ倒立法により測定。（ｂ）土中ゲル化時間２０℃においてグラウト液を砂と混合・静止し、上澄を
捨て、砂に竹串を刺して引き抜き、跡が残ったときを土
中ゲル化時間として測定。

【００４５】（３）ｐＨガラス電極ｐＨ計にて測定。

【００４６】３．アルカリ性シリカ溶液コロイダルシリカと水ガラス、あるいはコロイダルシリ
カと活性珪酸と水ガラスを混合してアルカリ性シリカ溶
液を得る。これらの混合割合と混合液のＳｉＯ ₂濃度、
およびコロイダルシリカあるいはコロイダルシリカと活
性珪酸に由来するＳｉＯ₂量（％）と安定性を表４に示
した。

【００４７】

【表４】

【００４８】表４から、アルカリ性シリカ溶液中のＳｉ
Ｏ₂濃度が約１３％を境として、これ以下ではゲル化せ
ず、半永久的に安定である。したがって、これらのアル
カリ性シリカ溶液は長期間保存が可能で、グラウト原料
と同様に取り扱うことができ、工場から注入現場へ搬入
することも可能である。１３％以上の比較例３では、４
〜５ケ月後には半ゲル化状態を呈するようになる。

【００４９】また、比較例３ではコロイダルシリカに由
来するＳｉＯ₂量も本発明の範囲を越えており、反応剤
によってゲル化させた場合、強度発現が遅いという欠点
が表れる。

【００５０】したがって、ＳｉＯ₂濃度が略１３％以下
であれば殆どの場合、安定したアルカリ性シリカ溶液を
得ることができる。

【００５１】比較例１、２ではコロイダルシリカに由来
するＳｉＯ₂濃度が１％以下、また比較例１では、さら
に全ＳｉＯ₂量も３％以下で本発明の範囲外の値となっ
ている。これらはもちろんゲル化することなく安定であ
る。しかし、後述する如く、反応剤の添加によって得ら
れる固結物は極めて軟弱となり、ＳｉＯ₂濃度が３％近
辺を境として、それ以下では著しく強度が低下する。

【００５２】実施例７は実施例６までとは逆に、コロイ
ダルシリカが多量で安定化している例である。実施例８
は活性珪酸を少量混入せしめて安定化している例であ
る。この場合、コロイダルシリカと活性珪酸のＳｉＯ₂
量中の活性珪酸に由来するＳｉＯ₂量は２7.８％で、５
０％以下となっている。

【００５３】４．脱アルカリシリカ溶液上記のアルカリ性シリカ溶液をイオン交換樹脂処理また
はイオン交換膜処理により脱アルカリして脱アルカリシ
リカ溶液を得る。

【００５４】表４の実施例４で得たアルカリ性シリカ溶
液5,０００mlを陽イオン交換樹脂９００mlで混合処理し
てｐＨ3.５の脱アルカリシリカ溶液を得た。この脱アル
カリシリカ溶液はＳｉＯ₂濃度7.１％で、約３０〜３５
時間でゲル化した。

【００５５】また、陽イオン交換樹脂処理に代えて陰・
陽イオン交換膜を用いて電流密度３Ａ／dm²で電解透析
を行い、ｐＨ3.５に達したところで透析を中止し、上記
陽イオン交換樹脂処理の場合と略同じような脱アルカリ
シリカ溶液を得た。

【００５６】略同一のＳｉＯ₂濃度をもつ単なる水ガラ
ス水溶液を直接陽イオン交換樹脂によりｐＨを3.５程度
まで下げるには上記の約数倍量の陽イオン交換樹脂を要
する。また、イオン交換膜法ではイオン交換膜数を多く
し、透析時間は長時間を要する。

【００５７】ＳｉＯ₂濃度がさらに濃厚な実施例６のア
ルカリ性シリカ溶液を同じような処理によりｐＨを3.５
程度にまで低下せしめるとゲル化時間は早くなり２０〜
２４時間程度となる。これら脱アルカリシリカ溶液はそ
れ自体浸透性に優れた地盤注入用固結材となり得る。ま
た、Ｎａイオンがさらに除去されているため環境保全面
からも一層好ましい。

【００５８】５．アルカリ性シリカ溶液−酸性反応剤系
表４の実施例２のアルカリ性シリカ溶液と酸性反応剤と
してリン酸を混合して中性〜酸性領域に調整した結果を
一例として表５に示した。

【００５９】

【表５】

【００６０】表５から、本発明固結材では、ゲル化時
間、特に長時間でのゲル化時間の調整が可能なことがわ
かる。同じ３号水ガラスを用い、ＳｉＯ₂濃度、ｐＨを
略同一にした実施例11、12と、比較例４（３号水ガラス
−リン酸系）を比べてみると、実施例ではリン酸量は非
常に少なく、約半量で足りている。また、ゲル化時間は
非常に長くなっているにもかかわらず、強度的には全く
遜色のない固結体が得られている。

【００６１】６．アルカリ性シリカ溶液−反応剤系、脱
アルカリシリカ溶液−反応剤系表４のアルカリ性シリカ溶液は、比較例３を除いては全
くゲル化することなく安定である。これに反応剤を添加
してゲル化せしめることができる。また、脱アルカリシ
リカ溶液に反応剤を添加してゲル化を調整することもで
きる。アルカリ性シリカ溶液−反応剤系および脱アルカ
リシリカ溶液−反応剤系のゲル化時間と固結強度を表６
に一括して示す。

【００６２】

【表６】

【００６３】表６全般を観察してゲル化時間は短時間か
ら長時間に及んでおり、特に長いゲル化時間の調整が容
易である。また、コロイダルシリカ由来のＳｉＯ₂量が
比較的多い実施例14、15では２日強度は低いが２８日強
度はかなり上昇している。

【００６４】ＳｉＯ₂濃度が本発明の範囲以下の比較例
５では固結強度が極めて低い。本発明の範囲以上にある
比較例６ではＳｉＯ₂が濃厚であるにもかかわらず、固
結強度の増加はみられず、むしろ低下気味にある。

【００６５】実施例21の脱アルカリシリカ溶液の場合
は、同程度のＳｉＯ₂をもつ実施例17と比較すると、ゲ
ル化時間は著しく長びくが、強度は殆ど差はみられな
い。

【００６６】セメントやスラグを混入した懸濁型の実施
例（実施例16、18、20) では、従来の水ガラス−セメン
ト系の比較例８に比べて初期強度は若干劣るものの、長
期強度では格段に強化されている。

【００６７】また、ＳｉＯ₂の濃厚な比較例７ではゲル
化が瞬時に起こって不均一な固結体になりやすい欠点が
ある。

【００６８】７．ゲル化時間ホモゲルのゲル化時間はもちろん、さらに液状化防止に
は土中におけるゲル化時間が長く保持できることが望ま
しい。上記表５、６のゲル化時間の長い配合液の一部に
ついて、豊浦標準砂と千葉県産海砂中におけるゲル化時
間（土中ゲル化時間）を測定した。併せて対象として従
来から長いゲル化時間を示す酸性シリカゾルと比較し
た。結果を表７に示す。

【００６９】

【表７】

【００７０】表７から従来の酸性シリカゾル（比較例
９）のホモゲルは非常に長いゲル化時間を示すが、土中
では著しく短縮される。特に、千葉県産海砂では甚だし
い。

【００７１】これに対して、本発明の実施例24〜31では
土中におけるゲル化時間の短縮は非常に少なく、依然と
してかなりのゲル化時間を保持していることがわかる。
このことは液状化防止用注入材として広範囲への浸透を
可能にする。

【００７２】８．浸透試験上記試験の結果から明らかなように、本発明の地盤注入
用固結材は広範囲のゲル化時間、特に長時間のゲル化時
間の調整が容易で、しかも土中においてもゲル化時間の
短縮が少ないことから優れた浸透性が期待できるが、念
のため図１に示す実験室での浸透注入試験装置を用いて
浸透試験を行った。

【００７３】図１において、圧力計２、３を介して、コ
ンプレッサー１に連結された攪拌器４を備えた水槽５の
中に注入材６を充填する。７は内径５０mm、高さ1.５ｍ
のアクリル製パイプであって、この中に標準砂８を九層
に分けて詰め、各層毎に水平打撃により６０％の相対密
度になるように締め固める。

【００７４】次いで、水槽５の中に充填された注入材６
はコンプレッサー１の注入圧0.５kgf/cm²でパイプ７中
の標準砂８に圧入される。注入材は標準砂８中に浸透さ
れ、浸透距離を観察した。図１中、９、10は切換コッ
ク、11、12は金網、13はメスシリンダーである。

【００７５】試験に使用した固結材および試験結果を表
８に示す。表８において、浸透試験No.1〜７は本発明に
かかる固結材であり、浸透試験No.8、９は比較例として
あげた固結材でNo.8は本発明の範囲外の系であり、No.9
は従来の酸性シリカゾルである。

【００７６】

【表８】

【００７７】表８より浸透試験No.1〜６の本発明にかか
る系では、アクリル製パイプ７の標準砂８の全長によく
浸透して全体が均一に固結した。浸透試験No.7は本発明
にかかる系であるが水ガラスの含有量が非常に多い系
で、上記の浸透試験No.1〜６に比べると若干見劣りがあ
った。

【００７８】これに対して、比較例の浸透試験No.8はか
なりの浸透を示したが、1.５ｍの全長にまでは浸透でき
なかった。すなわち、本発明にかかる浸透試験No.2と比
較例の浸透試験No８を比べてみるとホモゲルのゲル化時
間は後者の方が長いにもかかわらず浸透性は逆に劣って
いる。

【００７９】また、比較例の浸透試験No.9はホモゲルの
ゲル化時間は著しく長いが浸透性には極めて劣る。

【００８０】このように本発明の固結材は浸透性に極め
て優れていることが実証された。

【００８１】

【発明の効果】以上のとおり、コロイダルシリカと水ガ
ラスあるいはさらに活性珪酸をある特定の割合で混合し
たアルカリ性シリカ溶液および該アルカリ性シリカ溶液
を脱アルカリした脱アルカリシリカ溶液を基盤とする地
盤注入用固結材は次の効果を奏し得るものである。

【００８２】１．広範囲のゲル化時間、特に長時間のゲ
ル化時間が調整でき、かつ土中においてもゲル化時間の
短縮が少ない。したがって、浸透性もよく、地盤の液状
化防止用の注入用固結材として極めて優れている。

【００８３】２．低シリカ濃度の割には高い固結強度を
示す。

【００８４】３．アルカリ含量が少なく、水質保全性に
優れる。

【００８５】４．アルカリ性シリカ溶液は自硬性がない
ため、保存あるいは工場から注入現場へ搬入が可能であ
る。

【００８６】５．脱アルカリシリカ溶液はイオン交換樹
脂やイオン交換膜のカートリッジ等の小規模な装置で容
易に得ることができる。

【００８７】６．セメントやスラグ等を使用しても均質
にゲル化し、高強度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は実験室用注入試験装置の略図である。

【符号の説明】

１コンプレッサー２圧力計３圧力計４攪拌器５水槽６固結材７アクリル製パイプ８豊浦標準砂９切換コック 10 切換コック 11 金網 12 金網 13 メスシリンダー

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年７月５日（１９９９．７．５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】また、コロイダルシリカに由来するＳｉＯ
₂量、あるいはコロイダルシリカと活性珪酸に由来する
ＳｉＯ₂量が１〜５０重量％の範囲外、すなわち、１重
量％よりも小さいときには、ゲル化したときの固結物の
初期強度は大きくなるが、長期強度が低く、耐久性が悪
くなり、土中ゲル化時間の短縮も徐々に多くなってく
る。また、５０重量％よりも大きいときには、固結物の
初期強度が小さくなる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三輪求東京都文京区本郷２−15−10 強化土エンジニヤリング株式会社内Ｆターム(参考） 2D040 AB01 CA01 CA02 CA04 CA10 CB03 CC01 4H026 CA03 CB01 CB02 CB03 CB04 CB05 CB07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コロイダルシリカと、水ガラスとを含
み、地盤への注入前にはそれ自体でゲル化しないアルカ
リ性シリカ溶液からなる地盤注入用固結材。
【請求項２】コロイダルシリカと、水ガラスとを含む
アルカリ性シリカ溶液であって、この溶液中のＳｉＯ₂
濃度が３〜１３重量パーセントであり、このうち、コロ
イダルシリカに由来するＳｉＯ₂量が１〜５０重量パー
セントであることを特徴とする地盤注入用固結材。
【請求項３】コロイダルシリカと、水ガラスと、活性
珪酸とを含むアルカリ性シリカ溶液であって、この溶液
中のＳｉＯ₂濃度が３〜１３重量パーセントであり、こ
のうち、コロイダルシリカと活性珪酸に由来するＳｉＯ
₂量が１〜５０重量パーセントであることを特徴とする
地盤注入用固結材。
【請求項４】請求項１、２または３の地盤注入用固結
材において、アルカリ性シリカ溶液を脱アルカリ処理し
て脱アルカリシリカ溶液とした請求項１、２または３の
いずれかに記載の地盤注入用固結材。
【請求項５】請求項１、２、３または４の地盤注入用
固結材において、さらに反応剤を配合してなる請求項
１、２、３または４のいずれかに記載の地盤注入用固結
材。
【請求項６】請求項５の反応剤が酸性反応剤、無機塩
類、セメント、およびスラグの群から選択される請求項
５の地盤注入用固結材。